Le principe de base d'asservissement et Les systèmes de commande automatiques

SYSTÈME DE COMMANDE AUTOMATIQUE

   ➤Littéralement: qui fonctionne tout seul ou sans intervention humaine
   ➤L’automatique est une science qui traite l’ensemble des méthodes/outils nécessaires à la prise de contrôle d'une ou plusieurs grandeurs physiques d'un système en vue d'en imposer le comportement.
L'objectif d'un système automatique est de remplacer l’Homme dans une tache donnée(un savoir-faire est confié à une machine ). Le bu test donc de:

• réaliser des  tâches trop complexes ou dangereuses pour l'homme.
• faire des tâches répétitives et pénibles.
•  accroître la précision.
• améliorer la stabilité d'un système et sa rapidité.

Les systèmes de commande automatiques s'inspirent le plus souvent du comportement de l’Homme. Un système asservi doit donc remplir 3 grandes fonctions:

• Mesure (observation,capteur) évaluer la sortie actuelle.
• Comparaison détermine l’écart entre le but à atteindre(consigne) et la sortie actuelle
• Correction;(Loi de commande ,régulation) élaborer un signal de commande qui permet de minimiser l’écart entre la consigne et la sortie actuelle.

    Le principe de base d'un asservissement est de mesurer l'écart entre la valeur réelle de la grandeur à asservir et la valeur de consigne que l'on désire atteindre, et de calculer la commande appropriée à appliquer à l’actionneur de façon à réduire cet écart.

   Un système asservi doit résoudre deux problèmes:

Poursuite :la sortie y(t) doit, en l’absence de toute perturbation ,suivre les variations de sa consigne yc(t).

Régulation : maintenir la grandeur réglée y(t) égale à la consigne yc(t) malgré la présence de perturbations p(t).

Asservissement: Poursuite et Régulation;

    Un système est dit asservi lorsque la grandeur de sortie y(t) suit aussi précisément que possible les variations de la grandeur d’entrée yc(t) quels que soient les effets perturbateurs.

 ( Le but d’annulé ou de minimiser l’écart ε(t) ∀t )

Dans le cadre de ce cours les processus physiques à commander sont des systèmes monovariables dynamiques, linéaires, continu et invariant (LCI), décrit dans le cas général par une équation différentielle d'ordre n à coefficients constants:

⇛Un système est linéaire s'il obéit au principe de superposition

⇛Continu: peut prendre n’importe quelle valeur (toutes les valeurs).

⇛Système invariant : une même commande, appliquée à deux instants différents produit la même sortie aux instants considérés. (le système garde ses propriétés sans vieillir).

⇛Signal analogique : signal d’amplitude continue et à temps continu. Il est modéliser mathématiquement par des fonctions du temps à valeurs réelles

ASSERVISSEMENT ANALOGIQUE

    ➡Pour un asservissement analogique l’action u(t) est réalisée à tout instant (u(t) est ajustée à tout instant) et les différents signaux sont traités en temps continu

   ➡ le correcteur est un système LCI; régit par une équation différentielle à coefficients constants:

➡La réalisation pratique des correcteurs se fait en analogique avec des composants électroniques et réalisation d'un circuit (Logique cablée). Quelques réglages peuvent être prévus par des composants (potentiomètres, condensateurs ajustables,….) .

Exemple:

Asservissement analogique MCC

Exemple d’un PI avec Ampli op:

• Le correcteur est réglé une bonne fois pour toutes pour un point de fonctionnement.
• Le fonctionnement est donc optimal pour ce point de fonctionnement.

Problèmes:

➥Le correcteur est non auto-adaptatif ;les actions du correcteur ne sont plus optimales dès lorsque l'on s'éloigne du point de fonctionnement (déréglage).

➥Changement de correcteur n’est pas souple et n’est pas rapide; le changement de conception (changement de convertisseur ou de moteur)passe par la construction complète d'un nouveau circuit (nouvelle réalisation technologique;machine câblée)

➥Difficultéd’implanterenanalogiquedesloisdecommandecomplexesetsophistiquées(commande optimale,prédictive…)